1、ADAMS仿真大作业说明1、 对象为曲柄滑块机构（如图1所示），每个同学有自己对应的参数（曲柄长度l1，连杆长度l2，偏距e），具体见附件1。需要完成的内容有：建模过程（包括构件、约束、驱动），仿真结果（包括随曲柄整周回转过程中滑块的位移、速度、加速度曲线；连杆中点的轨迹曲线）并分析。图1 曲柄滑块机构2、提交作业的截止时间为第十一周第一次上课之前，由班长统一收齐电子版和纸质版。请各位同学合理安排时间，按时完成作业并提交。3、作业提交方式：每人各提交1份纸质版和电子版作业。其中，纸质版只交报告（格式见附件2）；电子版中含报告一份，ADAMS仿真源文件（*.bin），仿真动画（*.avi）。所有
2、文件放到一个文件夹下，文件夹名字为“学号_姓名”，比如“1505040903_张三”。4、文档撰写过程中，机构简图需采用微软自带的Visio软件画图，公式要采用专用的公式编辑器（如Mathtype等）。机械原理课程组2017年3月10日附件1：参数分配表序号学号姓名l1（mm）l2（mm）e（mm）150134142621141835210823463120155511221962012730719149278971521599513918104818919114513116122415521131256181489176181513417521167612425171963241812818
3、922199313014201772232113489226812713236118425243017929255811123266615120272282142824151242937117273093197223123127133245195251196417278129203521932441161672454515915675195187171143081371842093017128104513130112614821121451111312316320141711625151071792716691101217881432718208230192995122099138162145
4、129222218891723104163282420146152562158292698173162723184232813931929681942930671802231571782332651353033277310附件2：报告模板机械原理课程大作业基于ADAMS的曲柄滑块机构动力学分析及仿真学号：班级：姓名：任课教师：日期：2017年3月10日一、题目要求采用ADAMS软件环境，建立简单机械系统的动力学模型，借助软件进行求解计算和结果分析。以单自由度六杆复合式组合机构为对象建立其动力学模型，由静止启动，选择一固定驱动力矩，绘制原动件在一周内的运动关系线图，具体机构及参数如下。在图1所示
5、的六杆复合式组合机构，已知lAB=150mm，lBC=500mm，lDC=260mm，lBE=250mm，lAF=600mm，lAD=410mm，杆2和杆2固结，BE垂直于BC，AF垂直于AD；曲柄1的驱动力矩为2000Nm，方向为逆时针，作用在A点；构件质量m1=20kg，m2=40kg，m2=20kg，m3=30kg，m4=70kg，滑块5质量忽略不计，构件6为机架；质心位置lCS1=75mm，lCS3=130mm，质心S5在点E，构件1、3绕质心的转动惯量JS1=0.0375kgm2，JS3=0.176kgm2；该机构在工作行程时滑块受到摩擦力的作用，静摩擦系数0.5，动摩擦系数0.3，
6、试分析曲柄回转一周过程中：（1）曲柄1与X轴正方向夹角F1随时间变化的关系，曲柄1转动的角速度w1以及角加速度a1随时间变化的关系；（2）杆3与Y轴反方向夹角F2随时间变化的关系，杆3转动的角速度w3以及角加速度a3随时间变化的关系；（3）滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系。图1 六杆复合式组合机构运动简图二、建立模型运用Link命令创建杆1、2、2、3、4构件。运用Box命令创建滑块5构建和机架6。根据各杆长度，运用辅助Marker点、Move、Rotate等命令调整各构件的相对位置，并在各构件上单击右键，在修改命令中添加构建的质量信息，以及杆1、3绕质心的转动惯量，其中
7、滑块5的质量位0，创建完成后的机构模型如图2所示。图2 机构模型图三、添加约束与驱动运用Joint中的Revolute命令在A、B、C、D、E、F点处添加铰接约束，其中杆1、杆3和滑块5均和机架6铰接，杆2和杆2用Joint中的Fixed命令固结在一起，形成“L”型杆。图3 添加约束与驱动图运用Joint中的Translational命令在滑块5添加移动约束，使杆4在滑块5上来回滑动，并右击移动副，运用Joint Friction命令添加移动副的摩擦力：静摩擦系数0.5，动摩擦系数0.3。运用Creat forces命令中的Torque命令为曲柄1添加驱动力矩，大小为2000Nm，方向为逆时针
8、，作用在A点上。添加约束与驱动后的模型如图3所示。四、进行仿真在Interactive Simulation Controls命令中输入End Time=2s，Step=500，检测有无错误，完成仿真，观察机构运动情况。五、测量构建运动参数运用Build-Measure-Angle命令策略曲柄1与X轴正方向的夹角F1随时间变化的关系，以及杆3与Y轴反方向夹角F2随时间变化的关系。运用Build-Measure-Selected Object命令测量曲柄1转动的角速度w1和角加速度a1随时间变化的关系；杆3转动的角速度w3和角加速度a3随时间变化的关系。运用Build-Measure-Point
9、 to Point命令测量滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系。六、查看运动曲线运用后处理命令查看第五步中所测量的各物理量随时间变化的规律。1. 曲柄1与X轴正方向的夹角F1随时间变化的关系图4 F1随时间变化图分析：图4所示是曲柄从初始位置开始的F1随时间变化的曲线图，从图中可以看出转角随时间越来越大，从00.4s曲线增长很慢且不稳定，这说明曲柄的角速度一直在变化，0.4s后曲线近似于直线，说明曲柄角速度趋于恒定。2. 曲柄1转动的角速度w1以及角加速度a1随时间变化的关系图5 曲柄1角速度和角加速度图分析：图5中红色曲线位角速度，蓝色为角加速度，角速度从0开始，0.4s后
10、趋于稳定，这与图4结论吻合。由图可知，在每个循环中，角速度最大时角加速度最小，用ADAMS仿真分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似位一条直线时，角加速度最大，如图6；角速度最大位置如图7。图6 角加速度最大位置图图7 角速度最大位置图3. 杆3与Y轴反方向夹角F2随时间变化的关系图8 杆3与F2关系图分析：由图8可知，杆3为从动杆，其无法整周转动，只能随曲柄1的转动作往复摆动，由软件分析可知，F2=81.58，其摆角范围58.15158.3。4. 杆3转动的角速度w3以及角加速度a3随时间变化的关系图9 杆3角速度和角加速度图分析：图9中，红色为曲线位角速度，蓝色曲线为角加速度。用ADAMS仿真分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似为一条直线时，角加速度最大，这与曲柄角加速度分析结果一致。5. 滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5随时间变化的关系图10 滑块5与杆4的相对速度v5与加速度a5关系图分析：以初始状态滑块5与杆4的重合点为原点，红色线条表示两点的相对速度v5，蓝色线条表示两点的相对加速度a5，从图中可以看出，当相对速度v5为0时，加速度a5达到最大值。用软件分析可知，当曲柄1转动到与杆2近似为一条直线时，两点的相对速度v5最大如图11所示。图11相对速度v5最大位置图七、总结与感想
